CRISTALOQUIMICACRISTALOGRAFIA

CRISTALOQUIMICA LA COMPOSICION QUIMICA DE UN MINERAL

ES DE FUNDAMENTAL IMPORTANCIA, PUES DE ELLA DEPENDEN EN GRAN MEDIDA MUCHAS DE SUS PROPIEDADES.

ESTAS PROPIEDADES NO SOLO DEPENDEN DE LA COMPOSICION QUIMICA, SINO TAMBIEN DE LA DISPOSICION GEOMETRICA DE LOS ATOMOS O IONES CONSTITUYENTES Y DE LA NATURALEZA DE LAS FUERZAS ELECTRICAS QUE LAS UNEN.

PARA LA COMPRENSION DE LOS MINERALES DEBE CONSIDERARSE SU ESTRUCTURA Y SUS ENLACES, ASI COMO SU QUIMICA.

CRISTALOQUIMICA, CIENCIA QUE EXPLICA LA RELACION ENTRE LA COMPOSICION QUIMICA, ESTRUCTURA INTERNA Y PROPIEDADES FISICAS DE LA MATERIA CRISTALINA.

ATOMO

EL ATOMO PUEDE SER IMAGINADO COMO LA MAS PEQUEÑA DIVISION DE LA MATERIA QUE CONSERVA LAS CARACTERISTICAS DEL ELEMENTO.

CONSISTE EN UN NUCLEO MACIZO, MUY PEQUEÑO, COMPUESTO DE PROTONES Y NEUTRONES, RODEADO POR UNA REGION MUCHO MAS ESPACIOSA ESCASAMENTE POBLADA DE ELECTRONES

LOS ATOMOS SON TAN PEQUEÑOS QUE ES IMPOSIBLE VERLOS INCLUSO CON LA ELEVADISIMA RESOLUCION QUE DA EL MICROSCOPIO ELECTRONICO.

SUS TAMAÑOS PUEDEN DEDUCIRSE A PARTIR DE MEDIDAS DE LAS DISTANCIAS INTERATOMICAS.

LOS RADIOS ATOMICOS SE EXPRESAN EN NANOMETROS O ANGSTROMS ( 1NM = 10 ºA )

EL ATOMO MAS PEQUEÑO ES EL HIDROGENO, TIENE UN RADIO DE SOLO 0.46ºA, EN TANTO EL MAYOR ES EL CESIO, TIENE UN RADIO DE 2.72ºA.

CADA PROTON LLEVA UNA CARGA UNITARIA DE ELECTRICIDAD POSITIVA, EL NEUTRON COMO SU NOMBRE LO INDICA LLEVA UNA CARGA UNITARIA DE ELECTRICIDAD NEUTRO Y CADA ELECTRON, TRANSPORTA UNA CARGA NEGATIVA.

DADO QUE EL ATOMO POR SI MISMO ES ELECTRICAMENTE NEUTRO, EXISTEN TANTOS ELECTRONES COMO PROTONES.

EL PESO DEL ATOMO ESTA CONCENTRADO EN EL NUCLEO, YA QUE LA MASA DE UN ELECTRONN ES SOLAMENTE 1/1837 DE LA DEL PROTON

LOS ELECTRONES Y EL NUCLEO SON EXTREMADAMENTE PEQUEÑOS, LOS ELECTRONES SE MUEVEN TAN RAPIDAMENTE EN LAS PROXIMIDADES DEL NUCLEO QUE PROPORCIONAN A LOS ATOMOS UNOS DIAMENTROS EFECTIVOS RELATIVAMENTE GRANDES, DE HASTA 100.000 VECES EL DIAMETRO DEL NUCLEO.

EL ATOMO MAS SIMPLE ES EL HIDROGENO, ESTA FORMADO POR UN PROTON Y UN ELECTRON.

LOS ATOMOS DE LOS RESTANTES ELEMENTOS NATURALES POSEEN UN NUMERO DE ELECTRONES QUE VARIA DESDE DOS (HELIO) HASTA 92 (URANIO)

LA DIFERENCIA FUNDAMENTAL ENTRE LOS ATOMOS DE LOS DIVERSOS ELEMENTOS ESTRIBA EN LA CARGA ELECTRICA DE SUS NUCLEOS.

LA CARGA POSITIVA ES LA MISMA QUE EL NUMERO DE PROTONES, Y ESTE NUMERO IGUAL AL DE ELECTRONES EN UN ATOMO NEUTRO, SE CONOCE CON EL NOMBRE DE NUMERO ATOMICO (=Z).

LA SUMA DE LOS PROTONES Y NEUTRONES DETERMINA LA MASA CARACTERISTICA O NUMERO DE MASA DE UN ELEMENTO.

LOS ATOMOS DEL MISMO ELEMENTOS PERO CON DIFERENTES NUMEROS DE NEUTRONES, SE LLAMAN ISOTOPOS

EJEMPLO ISOTOPOS EL OXIGENO ( Z=8 ) POSEE TRES

ISOTOPOS. EL MAS CORRIENTE DE LOS

CUALES POSEE UN NUCLEO CON 8 PROTONES Y 8 NEUTRONES ( =16 ) O 16

OTROS ISOTOPOS MAS RAROS Y PESADOS DEL OXIGENO POSEEN 8 PROTONES Y 9 O 10 NEUTRONES: O17 Y O18

ELEMENTOS QUIMICOS Y SISTEMA PERIODICO TODOS LOS ELEMENTOS QUIMICOS

ESTAN LISTADOS CON SUS SIMBOLOS, EL NUMERO ATOMICO Y LOS PESOS ATOMICOS.

LOS ELEMENTOS ESTAN ORDENADOS POR SU ORDEN CRECIENTE A PARTIR DEL NUMERO ATOMICO ( Z ), POR QUE ESTE ORDENAMIENTO PONE MEJOR EVIDENCIA LA REPETICION PERIODICA DE LAS PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DE LOS ELEMENTOS.

DICHO DE OTRO MODO, LA CARGA DEL NUCLEO ( REFLEJADA EN EL NUMERO ATOMICO ) Y EL NUMERO DE ELECTRONES EN EL ATOMO NEUTRO SON LOS QUE DETERMINAN EL ORDEN QUE PRESENTAN LOS ELEMENTOS.

LA TABLA ORGANIZA EN COLUMAS VERTICALES, LLAMADAS GRUPOS, CON NUMEROS ROMANOS ( I, II,..VII ), ESTOS NUMEROS SON IGUALES A LOS NUMEROS DE ELECTRONES CONTENIDOS EN SU CAPA MAS EXTERNA.

LAS FILAS HORIZAONTALES, LLAMADAS PERIODOS, SE DESIGNAN CON UN NUMERO ARÁBIGO ( 1,2,….7 ).

EN LA TABLA PERIODICA LA MAYOR PARTE DE LOS ELEMENTOS SON METALES, PERO LOS QUE ESTAN SOMBREADOS EN LA PARTE DERECHA SON NO METALES.

LOS METALES POSEEN PROPIEDADES CARACTERISTICAS, TALES COMO LA ALTA CONDUCTIVIDAD ELECTRICA, BRILLO METALICO, PUNTOS DE FUSION GENERALMENTE ALTOS, DUCTIBILIDAD Y MALEABILIDAD.

LOS NO METALES, POSEEN UNA BAJA CONDUCTIVIDAD ELECTRICA, CARECEN DE BRILLO METALICO Y AL ESTADO SOLIDO SON FRAGILES.

LA ULTIMA COLUMNA DE LA DERECHA DE LA TABLA ( VIII ) CONTIENE LOS GASES NOBLES INERTES.

LAS DOS LARGAS FILAS DE LA TABLA SE DENOMINAN SERIE DE LANTÁNIDOS ( O TIERRAS RARAS, Z VARIA DE 58 A 71 ).

SERIE DE LOS ACTÍNIDOS ( Z VARIA DE 90 A 103 ), ESTOS ELEMENTOS PERTENECEN AL CUERPO DE LA TABLA, PERO SE SITUA DEBAJO SIMPLEMENTE POR PROBLEMAS DE ESPACIO.

LA MAYOR PARTE DE LOS ELEMENTOS LISTADOS EN LA TABLA SE PRESENTAN EN LA NATURALEZA. SIN EMBARGO, LOS ELEMENTOS 43, 61 Y LOS COMPRENDIDOS ENTRE LOS NUMEROS ATOMICOS 93-103 SE HAN OBTENIDO POR SINTESIS.

EL ION HASTA AQUÍ NOS HEMOS REFERIDO A

LOS ATOMOS COMO ENTES DE IGUAL NUMERO DE ELECTRONES Y PROTONES.

SIN EMBARGO, LOS ELEMENTOS DE LA TABLA PERIODICA PUEDEN DIVIDIRSE EN DOS GRUPOS.

UNO QUE TIENE TENDENCIA A CEDER ELECTRONES Y OTRO QUE TIENE TENDENCIA A ADQUIRIR ELECTRONES.

LOS DONADORES DE ELECTRONES SON LOS METALES Y LOS ACEPTADORES DE ELECTRONES SON LOS NO METALES.

CUANDO UN ATOMO PIERDE UNO O MAS ELECTRONES DE SU CONFIGURACION ELECTRONICA SE FORMA UN CATION Y AL ADICIONARSELE ELECTRONES RESULTA UN ANION.

AMBOS PROCESOS SON ENERGETICOS. LA ENERGIA REQUERIDA PARA EXTRAER EL ELECTRON MAS DEBILMENTE UNIDO A UN ATOMO NEUTRO Y LLEVARLO AL INFINITO SE DENOMINA POTENCIAL DE PRIMERA IONIZACION, ESTE VALOR EXPRESA LA ATRACCION QUE UN NUCLEO DE UN ATOMO NEUTRO EJERCE SOBRE UN ELECTRON EN UNA ORBITA PARCIALMENTE LLENA.

PODEMOS OBSERVAR QUE LOS GASES NOBLES ( O INERTES ) ( He, Ne, Ar, Kr ) POSEEN VALORES MAXIMOS, MIENTRAS QUE LOS METALES ALCALINOS ( Li, Na, K, Rb ) POSEEN VALORES MINIMOS.

ESTO SIGNIFICA QUE LAS CONFIGURACIONES ELECTRONICAS DE LOS GASES NOBLES SON MAS ESTABLES QUE LOS METALES ALCALINOS, PRODUCIENDO UN ION ESTABLE MONOVALENTE ( 1+ ).

LA TENDENCIA GENERAL, DENTRO DE CADA PERIODO, ES PASAR DE LOS POTENCIALES DE BAJO POTENCIALES DE IONIZACION ( ELEMENTOS QUE ACTUAN COMO DONADORES DE ELECTRONES, DE CARÁCTER METALICO ) A ALTOS POTENCIALES DE IONIZACION ( ELEMENTOS QUE ACTUAN COMO ACEPTADORES DE ELECTRONES, DE CARÁCTER NO METALICO ).

LOS POTENCIALES DE IONIZACION QUE EXPRESAN LA ENERGIA NECESARIA PARA EXTAER ELEMENTOS ADICIONALES ( ES DECIR, MAS DE UN ELECTRON ) SON MUY SUPERIORES A LOS DE PRIMERA IONIZACION.

ESTOS VALORES ALEVADOS REFLEJAN LA ALTA ENERGIA NECESARIA PARA EXTRAER UN ELECTRON DE UN ATOMO QUE HA ADQUIRIDO YA UNA CARGA POSITIVA, O PARA EXTRAER UN ELECTRON ADICIONAL DE LOS RESTANTES QUE LLENAN EL ORBITAL CORRESPONDIENTE.

DEBIDO A ESTAS BARRERAS ENERGETICAS, LOS ELECTRONES IMPLICADOS EN LAS REACCIONES QUIMICAS TIENDEN A PERDER SOLO SUS ELECTRONES DE VALENCIA, QUE SON AQUELLOS QUE SE ENCUENTRAN FUERA DE LOS ORBITALES COMPLETOS.

LOS ELEMENTOS DE LA COLUMNA I DE LA TABLA PERIODICA, QUE INCLUYEN EL Li, Na, K, Rb, PIERDEN FACILMENTE SU UNICO ELECTRON EXTERNO. ESTO DA LUGAR A LA FORMACION DE CATIONES MONOVALENTES Li+, Na+, K+ Y Rb+

PARA LOS ELEMENTOS DE LA COLUMNA II ( Be, Mg, Ca, Sr, Ba ) CORRESPONDEN VALORES RELATIVAMENTE BAJOS DEL POTENCIAL DE IONIZACION, ES DECIR

SE NECESITAN BAJAS ENERGIAS PARA CONVERTIR ESTOS ATOMOS EN CATIONES DIVALENTES, Be++, Mg++, Ca++, ETC.

CONSIDERACIONES SEMEJANTES SON VALIDAS PARA LA FORMACION DE CATIONES TRIVALENTES ( Al+++ ) Y TETRAVELENTES ( Si++++ ).

EXISTEN VARIOS ELEMENTOS QUE POSEEN MAS DE UNA VALENCIA O ESTADO DE OXIDACION.

POR EJEMPLO, EL HIERRO (Fe) PUEDE PRESENTARSE EN ESTADO DIVALENTE ( ION FERROSO, Fe++ ) O EN UN ESTADO MAS OXIDADO, TRIVALENTE ( ION FERRICO, Fe+++ )

AUNQUE LOS POTENCIALES DE IONIZACION SON INDICADORES UTILES DE ALGUNAS PROPIEDADES QUIMICAS, LINUS PAULING DESARROLLO UN CONCEPTO ADICIONAL LLAMADO ELECTRONEGATIVIDAD, ES UNA MEDIDA DE LA CAPACIDAD DE UN ATOMO CONTENIDO EN UNA MOLECULA O ESTRUCTURA CRISTALINA PARA ATRAER ELECTRONES A SU ORBITA EXTERNA.

SE REPRESENTA CON UN NUMERO SIN DIMENCIONES QUE SE CALCULA A PARTIR DE LAS CONOCIDAS ENERGIAS DE ENLACE ENTRE LOS ATOMOS DE LAS MOLECULAS.

LOS ELEMENTOS CON BAJA ELECTRONEGATIVIDAD SON DONADORES DE ELECTRONES Y LOS QUE POSEEN ALTA ELECTRONEGATIVIDAD SON ACEPTADORES DE ELECTRONES.

LA ENERGIA DE ENLACE ENTRE EL NUCLEO Y EL PRIMER ELECTRON DE VALENCIA DE UN ELEMENTO DECRECE CUANDO EL VOLUMEN DEL ATOMO EN EL GRUPO CRECE.

ES DECIR, LOS ATOMOS GRANDES MANTIENEN SUS ELECTRONES EXTERNOS DE VALENCIA MAS DEBILMENTE QUE LOS ATOMOS MAS PEQUEÑOS.

LA ELECTRONEGATIVIDAD DE LOS GASES NOBLES ES NULA, YA QUE ESTOS ATOMOS NO ATRAEN EN ABSOLUTO A LOS ELECTRONES.

EL CONCEPTO DE ELECTRONEGATIVIDAD ES ESPECIALMENTE UTIL EN LA EVALUACION DEL TIPO DE ENLACE FORMADO ENTRE ATOMOS DISTINTOS.

LOS ELEMENTOS CON VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD MUY DIFERENTES TIENDEN A FORMAR ENLACES IONICOS, MIENTRAS QUE AQUELLOS DE ELECTRONEGATIVIDAD SEMEJANTE FORMAN ENLACES COVALENTES.

LA DIFERENCIA DE VALORES DE ELECTRONEGATIVIDAD ES UN PARAMETRO MUY UTIL EN LA ESTIMACION DEL MECANISMO DEL ENLACE QUIMICO.

INDICE DE MOELLER